[發明專利]一種全背接觸晶硅異質結太陽電池結構的制備方法

有效

• 申請號: 202210576713.7
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114883451B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 趙雷;王文靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0216;H01L31/0224
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 易昂

本發明提供了一種全背接觸晶硅異質結太陽電池結構的制備方法，屬于光伏發電技術領域。本發明采用有機物作為第一犧牲層S1，其可以被有機溶劑溶解，可采用COsubgt;2/subgt;激光刻蝕的方法進行圖形化，所述的圖形化過程對電池構成功能層沒有損傷，可保障電池具有獲得高性能的潛力；此外，刻蝕后剩余的用作掩膜的有機物可以用有機溶劑直接去除，而有機溶劑同樣不影響電池構成功能層，因而無需采用其他保護措施，從而減少圖形化的步驟。本發明的方法所制備的結構可保障電池高性能，且能減少步驟，便捷實施，降低制備成本。

技術領域

本發明涉及光伏發電技術領域，尤其涉及一種全背接觸晶硅異質結太陽電池結構的制備方法。

背景技術

晶硅太陽電池長期占世界太陽電池市場份額的90％以上。提升晶硅太陽電池的轉換效率是促進光伏發電成本下降的關鍵。基于異質結的鈍化載流子選擇性接觸被認為是提升晶硅太陽電池轉換效率的重要途徑。通常采用P型摻雜的或功函數比較高的載流子選擇性接觸層取出晶硅襯底中的空穴，采用N型摻雜的或功函數比較低的載流子選擇性接觸層取出晶硅襯底中的電子。晶硅襯底中含有的空穴和電子，數量較多的一個稱為多子，數量較少的另一個稱為少子。取出晶硅襯底中的少子的載流子選擇性接觸層構成太陽電池的發射極，取出晶硅襯底中的多子的載流子選擇性接觸層構成太陽電池的高低結表面場。為了提高載流子選擇性接觸層和晶硅襯底之間的異質結界面質量，一般在二者之間插入界面鈍化層來消除異質結界面上的缺陷。

為制作簡便，晶硅太陽電池一般采用雙面電極結構，即前述的發射極和表面場分別制作在太陽電池的迎光面和背光面上。高性能的載流子選擇性接觸層和界面鈍化層結合可使晶硅襯底獲得優異的鈍化效果，從而使太陽電池獲得高開路電壓。但是，由于這些載流子選擇性接觸層一般存在較大的光學自吸收效應，當將其制作在太陽電池的迎光面上時，會引起電池較大的光學損失從而導致電池短路電流密度下降。同時，將金屬電極制備在太陽電池的迎光面，也會由于金屬電極遮光而導致電池光電流下降。為解決上述電極遮光問題，產生了全背接觸晶硅太陽電池結構，將電池的正負電極全部制作在電池的背光面上。美國Sunpower公司開發的插指狀全背接觸(IBC)電池很好的體現了這種結構的優勢。如果將分別取出電子和空穴的鈍化載流子選擇性接觸層也全部制作在電池的背光面上，就能把晶硅異質結太陽電池和IBC太陽電池的優勢結合起來，同時避免載流子選擇性接觸層的光學自吸收和金屬電極遮光所帶來的光電流損失，這便是全背接觸晶硅異質結(HBC)太陽電池。日本Kaneka公司已經采用HBC太陽電池結構創造了26.7％的晶硅太陽電池的世界效率紀錄，但并沒有公開其制備方法的具體細節。

制備HBC太陽電池的關鍵在于如何低成本高性能的在電池背面實現分別取出晶硅襯底中的電子和空穴的載流子選擇性接觸結構的交替分布，并避免二者之間的短路，即如何實現全背面接觸結構的圖形化非常重要。目前，常用的方法主要有基于機械掩模、光刻、絲網印刷和激光燒蝕等的方法，但這些方法在具體實施過程中仍然存在明顯缺點。